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原文传递一种基于锚链轨道式海洋实时剖面观测的装置及方法

专利名称：	一种基于锚链轨道式海洋实时剖面观测的装置及方法
摘要：	本发明涉及一种基于锚链轨道式海洋实时剖面观测的装置及方法，包括剖面数据控制模块、感应耦合接收器、运动观测模块、电源模块和通信模块；剖面数据控制模块，设于海洋浮标体内，且与感应耦合接收器连接，通过感应耦合接收器控制运动观测模块上下移动，向感应耦合接收器发送控制指令，将读取到的数据发送至通信模块；并控制电源模块为运动观测模块进行充电；感应耦合接收器，安装在海洋浮标体的浮标底板外表面；运动观测模块，设于海洋浮标体下方，并套装在海洋浮标体下方连接的锚链上；通信模块，安装在海洋浮标体上。本发明既可以大大延长工作周期，具有造价低、可推广性强的优势，还具有实时、连续、稳定获取剖面水体环境参数的功能特点。
专利类型：	发明专利
申请人：	中国科学院海洋研究所
发明人：	刘长华;王旭;贾思洋;王春晓
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T13:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T22:00:00+0805
申请号：	CN202010173988.7
公开号：	CN111186532A
代理机构：	沈阳科苑专利商标代理有限公司
代理人：	王倩
分类号：	B63B22/00;B63B22/04;G01C13/00;B;G;B63;G01;B63B;G01C;B63B22;G01C13;B63B22/00;B63B22/04;G01C13/00
申请人地址：	266071 山东省青岛市南海路7号
主权项：	1.一种基于锚链轨道式海洋实时剖面观测的装置，其特征在于，包括剖面数据控制模块(2)、感应耦合接收器(3)、运动观测模块(4)、电源模块(6)和通信模块(101)；所述剖面数据控制模块(2)，设于海洋浮标体(1)内，且分别与通信模块(101)、电源模块(6)和感应耦合接收器(3)连接；所述感应耦合接收器(3)，安装在海洋浮标体(1)的浮标底板外表面，使其与运动观测模块(4)无线通信；所述运动观测模块(4)，设于海洋浮标体(1)下方，并套装在与海洋浮标体(1)连接的锚链(5)上；所述通信模块(101)，安装在海洋浮标体(1)上，使其与陆基站的数据中心无线通信；所述剖面数据控制模块(2)，用于通过感应耦合接收器(3)控制运动观测模块(4)上下移动，向感应耦合接收器(3)发送控制指令，将读取到的感应耦合接收器(3)观测数据及状态信息和电源模块(6)的电压信息打包发送至通信模块(101)；当运动观测模块(4)上升动作完成时，控制电源模块(6)为运动观测模块(4)进行充电；所述感应耦合接收器(3)，用于接收运动观测模块(4)发送的观测数据和状态信息；所述运动观测模块(4)，用于进行观测数据的获取并将观测数据发送至感应耦合接收器(3)；所述通信模块(101)，用于通过CDMA与陆基站的数据中心通信。 2.根据权利要求1所述的一种基于锚链轨道式海洋实时剖面观测的装置，其特征在于，所述运动观测模块(4)，包括感应耦合发射器(401)、筒架(402)、充电电池模块(403)、观测传感器(405)、充电探头(407)、摩擦胶片(408)、转轴筒(409)、水下电机(410)；其中筒架(402)为中空结构且侧壁为封闭夹层，筒架(402)的顶部和底部分别设有顶板和底板，顶板和底板上均设有锚链导孔(406)，使锚链(5)穿过运动观测模块(4)；感应耦合发射器(401)安装在筒架(402)顶板上；筒架(402)侧壁以及顶板、底板之间形成内腔(404)，所述摩擦胶片(408)、转轴筒(409)、水下电机(410)均设于内腔(404)中，所述水下电机(410)输出轴与转轴筒(409)连接，以驱动转轴筒(409)正转或反转，所述转轴筒(409)有多个，且相对锚链(5)对称设置，所述转轴筒(409)上设有摩擦胶片(408)；所述观测传感器(405)设于筒架(402)侧壁内部，且观测传感器(405)的探测部分通过水密插件伸出筒架(402)；所述充电探头(407)设于顶板上，所述充电电池模块(403)安装于筒架(402)侧壁内部，且与充电探头(407)连接。 3.根据权利要求2所述的一种基于锚链轨道式海洋实时剖面观测的装置，其特征在于，所述感应耦合发射器(401)为多个，且相对锚链导孔(406)轴心对称。 4.根据权利要求2所述的一种基于锚链轨道式海洋实时剖面观测的装置，其特征在于，所述锚链导孔(406)内壁设有用于防止运动观测模块(4)横摇或纵摇的绝缘橡胶圈。 5.根据权利要求2所述的一种基于锚链轨道式海洋实时剖面观测的装置，其特征在于，沿所述转轴筒(409)的轴向方向设有多排摩擦胶片(408)，每排设有多个摩擦胶片(408)。 6.根据权利要求2所述的一种基于感应耦合海洋实时剖面观测的装置，其特征在于，所述转轴筒(409)为圆柱体，所述摩擦胶片(408)以及、与其相交的转轴筒(409)切面形成的夹角为锐角。 7.根据权利要求5所述的一种基于锚链轨道式海洋实时剖面观测的装置，其特征在于，所述摩擦胶片(408)宽度大于旋转筒(409)轴心与锚链(5)的距离；所述宽度为与转轴筒(409)轴向的垂直方向上的尺寸。 8.根据权利要求1所述的一种基于锚链轨道式海洋实时剖面观测的装置，其特征在于，所述海洋浮标体(1)底板设有透水孔，充电探头(407)通过所述透水孔与电源模块(6)连接。 9.根据权利要求1所述的一种基于锚链轨道式海洋实时剖面观测的方法，其特征在于，包括以下步骤： 1)剖面控制模块(2)发出下降指令； 2)感应耦合接收器(3)将下降指令发送至感应耦合发射器(401)，启动水下电机(410)，运动观测模块(4)以锚链(5)为轨道向下运动； 3)观测传感器(405)在下降运动过程中实时获取海洋剖面的观测数据，感应耦合发射器(401)将观测数据和充电电池模块(403)的电压以及电机(410)的运动状态发送给感应耦合接收器(3)； 4)剖面数据控制模块(2)通过读取获取的数据判断水下工作情况和观测数据情况，并将该数据打包通过浮标搭载的通讯模块(101)实时发送至陆基站的数据中心； 5)剖面数据控制模块(2)控制运动观测模块(4)上升，同时观测传感器(405)进行全水层的数据观测，并通过感应耦合发射器(401)实时发送至感应耦合接收器(3)； 6)完成观测任务，电源模块(6)为运动观测模块(4)进行充电。 10.根据权利要求9所述的一种基于锚链轨道式海洋实时剖面观测的方法，其特征在于，运动观测模块(4)上升或下降，包括以下步骤： 1)当运动观测模块(4)做下降运动时，剖面控制模块(2)通过感应耦合接收器(3)发送下降指令至感应耦合发射器(401)，感应耦合发射器(401)启动锚链左、右两边对称的水下电机(410)分别实现反转和正转，分别带动左、右转轴筒(409)转动，通过摩擦胶片(408)实现运动观测模块(4)沿锚链向下攀爬，完成下降动作； 2)当运动观测模块(4)做上升运动时，剖面控制模块(2)通过感应耦合接收器(3)发送下降指令至感应耦合发射器(401)，感应耦合发射器(401)启动锚链左、右两边对称的水下电机(410)分别实现正转和反转，分别带动左、右转轴筒(409)转动，通过摩擦胶片(408)实现使运动观测模块(4)沿锚链向上攀爬，完成上升动作。
所属类别：	发明专利